陈超
,
张娅婷
,
顾轶卓
,
张华婷
,
仵剑
,
李艳霞
,
李敏
,
张佐光
玻璃钢/复合材料
针对复合材料热压工艺建立了一套可以研究孔隙形成规律的工艺实验模拟装置,采用该装置考查了成型压力、加压点、吸胶方式、试样厚度等因素对孔隙的影响.结果表明,所建立的研究方法可以获取孔隙与工艺因素的关联规律;对于MT300/603碳纤维/环氧预浸料,成型压力的增大与加压点温度的降低都可以降低孔隙率与孔隙尺寸,但压力对于孔隙率的消除效果更明显;孔隙消除机理中的树脂流动带出气泡起主要作用,而压力的压溃和排气作用起次要作用;铺层厚度对孔隙形成有明显影响.研究结果对于热压工艺复合材料孔隙缺陷的控制提供了重要的研究手段和实验依据.
关键词:
复合材料
,
热压工艺
,
预浸料
,
孔隙
李珊
,
赵静娜
,
贾晶晶
,
顾轶卓
,
李敏
,
张骁骅
,
李清文
,
张佐光
玻璃钢/复合材料
连续碳纳米管(CNT)纤维是由纳米级碳材料通过组装形成的微米级纤维材料.本文采用阵列纺丝法制备连续CNT纤维,通过改变纺丝工艺,考察了致密度、直径及捻角等组装参数对纤维内CNT的堆积排列结构、纤维的力学性能和电导性能的影响.结果表明,乙醇浸润可以明显提高CNT致密化程度,从而增强管间作用力,使得纤维力学及电学性能显著提升,拉伸模量、拉伸强度和电导率分别提高了121％、67％和26％;在纺丝过程中通过改变薄膜宽度调节纤维直径时,直径过小或过大都不利于提高纤维的力学性能,适中的直径在7至8μm时可以得到更高的CNT堆积密度,从而获得较高的拉伸性能;对于致密化程度较高的乙醇浸润CNT纤维,适度降低加捻程度并不显著影响纤维性能,为规模化连续制备提供了保证.
关键词:
碳纳米管纤维
,
阵列纺丝法
,
浸润
,
力学性能
,
电导率
周钰博
,
李艳霞
,
李敏
,
顾轶卓
,
张佐光
,
宋永忠
,
余立琼
,
程家
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.000479
针对细编穿刺织物,采用具有参数连续性的样条线作为纤维丝束的轨迹特性函数,建立了三维立体织物结构的数学抽象与三维建模方法.基于MicroCT方法实际测量的细编穿刺织物结构特征参数,采用四种丝束轨迹特性函数和两种丝束截面建立了八种穿刺织物结构的三维数字模型,通过丝束结构与孔隙率的对比,三维数字模型与织物真实结构符合较好.该织物结构数学抽象与三维建模方法,可用于小尺度的亚单胞模型与大尺度的宏观模型分析,具有较高的适应性.
关键词:
细编穿刺织物
,
预成型体
,
数学抽象
,
计算机建模
管培强
,
李艳霞
,
李敏
,
王冀
,
顾轶卓
,
孙志杰
,
张佐光
玻璃钢/复合材料
界面相作为纤维与树脂之间载荷传递的桥梁,其性质对整体复合材料力学性能和耐环境性能有直接影响.本研究用准静态纳米压痕技术对碳纤维T300/环氧E51体系的界面相模量进行测试分析.研究发现,当探针压入深度大于30nm以后,试样表面粗糙度对测试结果的影响可以忽略;同时,三种测试排点方式下的纳米压痕结果表明:纤维增强效应对载荷-压深曲线影响很大,由于压深和压痕间距较大,对于界面相宽度较小的碳纤维环氧复合材料体系,采用准静态纳米压痕技术不易得到其界面相的模量.
关键词:
碳纤维复合材料
,
界面
,
准静态纳米压痕
谢旻
,
张佐光
,
顾轶卓
,
李敏
,
苏玉芹
,
郭凯
,
李涵
复合材料学报
采用动态力学分析法(DMA)对648环氧预浸料的等温固化过程进行了表征分析. 以储能模量E'的相对增长率作为动态力学性能增长的指标, 研究了不同恒温温度下E'的增长规律, 并用Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程和等转变率3种方法研究了预浸料的等温固化动力学. 结果表明: 648环氧预浸料等温固化过程中E'的增长分为高温和低温2种增长模式, 低温下包含一个高温下没有的模量增长的过渡阶段, 该阶段与测试频率具有明显的相关性. Hsich非平衡热力学涨落理论、Avrami方程可以对648环氧预浸料等温固化过程储能模量的相对变化进行分段描述. 对活化能的计算结果表明, 不同温度范围内恒温储能模量增长过程中活化能的数值及其变化趋势不同.
关键词:
DMA
,
动态力学性能
,
动力学
,
等温固化
,
预浸料
卢鑫
,
孙志杰
,
李超
,
顾轶卓
,
李敏
,
辛朝波
,
张佐光
复合材料学报
采用硅橡胶热膨胀工艺制备了碳纤维/双马树脂复合材料层板,通过自行设计的成型模具及树脂压力在线测试系统测试并分析了成型过程中热胀压力和预浸料铺层内树脂压力的变化规律,考察了工艺间隙和温度分布的影响,并通过显微观察分析了不同工艺条件下层板的密实状况.结果表明:采用树脂压力在线测试系统,可实现热膨胀工艺预浸料铺层内树脂压力的测试;工艺间隙和硅橡胶内的温度分布对树脂压力及硅橡胶的热胀压力有重要影响,在零吸胶工艺条件下,当工艺间隙设计合理时,凝胶前热胀压力和树脂压力的变化趋势及变化程度基本一致,固化层板纤维密实并且厚度均匀;通过增加恒温平台减小硅橡胶内部温差,可使热胀压力的增加速度减小.
关键词:
复合材料层板
,
热膨胀工艺
,
硅橡胶
,
预浸料
,
树脂压力
高聪
,
李敏
,
王娟
,
李艳霞
,
顾轶卓
,
孙志杰
,
张佐光
复合材料学报
使用KMnO4、NaOH、阻燃剂、硅烷对剑麻纤维进行表面处理.采用单丝拉伸和微脱粘方法分别测试了剑麻纤维的拉伸性能及其与改性丙烯酸酯、环氧树脂的界面性能,考察了吸湿水对剑麻纤维表面形貌、拉伸性能及其与树脂界面粘结的影响,分析了相应的破坏模式.结果表明,经过表面化学处理后剑麻纤维的拉伸强度和模量均有不同程度的下降,其中经KMnO4和硅烷处理后,纤维拉伸强度下降了44％,经NaOH处理后其拉伸强度降低了27％,阻燃剂处理对剑麻性能的影响不明显.表面化学处理还会降低剑麻纤维与改性丙烯酸酯的界面粘结强度,其下降的幅度与纤维拉伸强度下降程度不一致,阻燃剂处理的剑麻/改性丙烯酸酯的界面强度最低,仅为2.0 MPa,较未处理剑麻纤维复合体系下降了80％.经硅烷处理后,剑麻纤维的吸水率下降,吸水后其拉伸性能保留率高于未处理剑麻纤维.湿态条件下未处理剑麻纤维与环氧树脂的界面强度为6.6 MPa,高于硅烷处理剑麻/环氧树脂的界面强度,其断口形貌表明硅烷处理可导致微纤之间的弱粘结,从而降低了剑麻纤维自身及其与树脂的界面性能.
关键词:
剑麻纤维
,
化学处理
,
吸湿
,
界面
,
拉伸性能
刘小龙
,
顾轶卓
,
李敏
,
苏佳智
,
孙晶
,
孙志杰
,
张佐光
复合材料学报
针对树脂基复合材料层板热压罐成型工艺,采用薄膜压力传感器建立了密实压力在线测试系统,用于监测成型过程中复合材料所受密实压力的大小和分布.研究了密实压力测试系统在热压罐工艺条件下的适用性,在此基础上以该系统为测试手段,研究了热压罐工艺下L形碳纤维/环氧树脂复合材料层板的密实压力变化规律及模具形式的影响.结果表明:所建立的密实压力测试系统具有较高的准确性和动态响应性,能够测试高温条件及曲面位置的密实压力,满足复合材料热压罐成型过程中密实压力的在线测试要求;L形复合材料层板成型过程中拐角区与平板区的密实压力随热压罐压力增大而增加,但增加速度和最终大小不同,阳模成型时拐角区密实压力高于平板区,阴模成型时拐角区密实压力小于平板区和外加压力,表明曲面结构与平板结构的密实行为具有差异性.
关键词:
树脂基复合材料
,
热压罐工艺
,
层板密实
,
压力在线测试
,
曲面结构
周雷
,
顾轶卓
,
邱学仕
,
李敏
,
王绍凯
,
李艳霞
,
张佐光
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhc1xb.20150401.001
为准确测试碳纤维(CF)的压缩性能,针对浸胶固化的碳纤维复丝,设计了制样方法和测试夹具,建立了碳纤维复丝压缩性能测试方法.采用所建立方法对东丽T700SC等碳纤维进行压缩性能测试,研究了制样条件、测试条件及材料种类对碳纤维复丝压缩强度及破坏模式的影响,考察因素主要包括复丝胶含量、复丝浸胶固化的张力、预加载、测试段长度及树脂基体和纤维种类.结果表明:所建立的方法操作简单,测试结果分散性小;除预加载以外,所考察因素对测试过程及结果具有明显影响;当试样含胶量为30％～35％(树脂质量百分含量)、复丝浸胶的张力为10～15 N、测试段长度为1.5 mm时,环氧树脂浸渍固化的T700SC碳纤维复丝压缩强度测试结果最高,优化的测试条件对所考察的其他种类碳纤维复丝的压缩强度测试也适用;树脂的种类对复丝压缩强度有显著影响.
关键词:
碳纤维
,
环氧树脂
,
复合材料
,
压缩性能
,
测试方法
宋永忠
,
余立琼
,
程家
,
李艳霞
,
顾轶卓
,
李敏
,
张佐光
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160324.004
为优化复杂预成型体结构的液体成型工艺,基于有限元法/生死节点法模拟了复合材料液体模塑成型过程树脂流动,并针对典型矩形平板、圆板结构、Ⅰ型加筋壁板充模过程进行了仿真与验证.结果表明:典型矩形平板和圆板结构的充模过程模拟结果与理论解一致性较好,验证了生死节点法跟踪树脂流动前锋的有效性.含有方腔的变厚度圆柱体和正方体三维实体结构的充模过程模拟验证了有限元方法对三维结构的适用性.基于有限元法/生死节点法的液体充模过程模拟方法对于复杂求解区域具有更好适应性,可用于复杂实体结构的液体模塑成型工艺过程树脂流动规律预测、指导模具设计及工艺优化.
关键词:
先进树脂基复合材料
,
液体模塑成型工艺
,
树脂流动
,
有限元法
,
理论解
